zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Năng lượng

Xác định mức tiêu thụ năng lượng và thời gian sấy trong thiết bị sấy kiểu trống sử dụng phối hợp năng lượng mặt trời và năng lượng điện

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Báo xấu

7
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Xác định mức tiêu thụ năng lượng và thời gian sấy trong thiết bị sấy kiểu trống sử dụng phối hợp năng lượng mặt trời và năng lượng điện trình bày kết quả lắp đặt và thử nghiệm một thiết bị sấy lai phối hợp năng lượng mặt trời với năng lượng điện.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Xác định mức tiêu thụ năng lượng và thời gian sấy trong thiết bị sấy kiểu trống sử dụng phối hợp năng lượng mặt trời và năng lượng điện

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÁC ĐỊNH MỨC TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG VÀ THỜI GIAN SẤY TRONG THIẾT BỊ SẤY KIỂU TRỐNG SỬ DỤNG PHỐI HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN Đỗ Minh Cường1,*, Lê Văn Quốc1, Nguyễn Văn Liêu1 TÓM TẮT Bài báo trình bày kết quả lắp đặt và thử nghiệm một thiết bị sấy lai phối hợp năng lượng mặt trời với năng lượng điện. Thiết bị có kết cấu buồng sấy kiểu lồng quay, cấp nhiệt cho quá trình sấy nhờ bộ thu nhiệt mặt trời và và bộ gia nhiệt trở điện, thiết bị có thể tự động điều khiển nhiệt độ sấy theo cài đặt nhờ hệ thống điều khiển nhiệt độ. Ba thí nghiệm được thực hiện để sấy rau má, nhiệt độ tại buồng sấy và biến thiên độ ẩm của rau trong quá trình sấy, thời gian sấy và chi phí năng lượng được xác định. Kết quả cho thấy, thời gian sấy và tiêu hao điện năng cho sấy 10 kg rau má từ độ ẩm 88% xuống 6% khi sử dụng nhiệt cho quá trình sấy từ năng lượng điện, năng lượng mặt trời phối hợp năng lượng điện và năng lượng mặt trời là 7,0, 6,5, và 10,5 giờ; và 14,2, 8,1, 2,1 kWh. Hệ thống sấy phối hợp năng lượng mặt trời và năng lượng điện cho phép giảm lượng điện tiêu thụ đến 43% so với sấy với năng lượng điện. Trong khi, sấy với năng lượng mặt trời cần thời gian sấy dài hơn, tuy nhiên năng lượng điện tiêu thụ chỉ chiếm 15% so với sấy điện. Kết quả này thể hiện ưu thế của thiết bị sấy phối hợp năng lượng mặt trời và năng lương điện bán tự động, như sự lựa chọn của người sử dụng để sấy nhiều loại sản phẩm có nhiệt độ và thời gian sấy phù hợp nhằm đảm bảo tính kinh tế, chất lượng và môi trường trong điều kiện số giờ nắng cao như ở miền Trung, Việt Nam. Từ khoá: Arduino, sấy năng lượng mặt trời, rau má, thiết bị sấy lai. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ13 cưỡng bức có thể tối ưu nhiệt độ và tốc độ tác nhân sấy, điều khiển được quá trình sấy trong một dãi Năng lượng mặt trời là dạng năng lượng sạch, rộng, rút ngắn thời gian sấy đến 50% so với phơi nắng miễn phí và vô tận. Công nghệ ứng dụng nhiệt mặt tự nhiên (Bala và Debnath, 2012). Nhược điểm của trời khá đơn giản, rẻ và thân thiện với môi trường, hệ thống sấy năng lượng mặt trời là phụ thuộc vào phù hợp với nhiều mục đích trong sản xuất nông thời tiết, thời gian sấy ngắn hơn khi điều kiện nắng nghiệp. Nguồn năng lượng mặt trời đã được sử dụng tốt hơn, nhiệt độ tác nhân sấy biến thiên theo cường từ lâu như một giải pháp để đảm bảo an ninh năng độ nắng, đây cũng là yếu tố làm hạn chế sử dụng lượng trong khi các nguồn năng lượng khác đang thiết bị sấy này. (Emérita và cs, 2019). ngày càng cạn kiệt. Một phương pháp để khắc phục các nhược điểm Ở nước ta, theo Phong (2008), thời gian chiếu trên là sử dụng các thiết bị sấy năng lượng mặt trời sáng trung bình năm là 300 ngày, với cường độ nắng kiểu sấy lai với nhiều nguồn cấp nhiệt bổ sung để luôn trung bình đạt 5kWh.m-2/ngày (Dung, 2009). Đây là đảm bảo nhiệt độ tác nhân sấy phù hợp. Nhiều nghiên lợi thế để phát triển và khai thác năng lượng mặt trời, cứu đã được thực hiện sử dụng các dạng cấp nhiệt bổ đặc biệt ứng dụng trong phơi sấy nông sản. sung từ điện, sinh khối hoặc dầu mỏ để đảm bảo nhiệt Đã có nhiều kiểu loại thiết bị sấy năng lượng mặt độ sấy cho thiết bị sấy năng lượng mặt trời (Emérita trời được nghiên cứu thiết kế và thử nghiệm. Dựa và cs, 2019; Hamdani và Muhammad, 2018). Kết quả trên kết cấu của nó có thể phân thành ba loại: thiết bị cho thấy rằng, hiệu suất và sự đồng nhất của quá trình sấy gián tiếp, trực tiếp và hỗn hợp (Shaikh, 2015) với sấy cao hơn khi cấp nhiệt bổ sung, thời gian sấy giảm hai dạng tác nhân sấy đối lưu tự nhiên hay đối lưu so với phương pháp phơi nắng tự nhiên hoặc một số cưỡng bức. Sử dụng thiết bị sấy chủ động đối lưu phương pháp sấy nhân tạo khác (Ferreiraa và cs, 2007). 1 Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế Phương pháp sấy chỉ sử dụng nhiệt năng lượng Email: dominhcuong@huaf.edu.vn mặt trời để làm nóng tác nhân sấy mà khó có thể N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 6/2021 191
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ khống chế nhiệt độ của nó. Các hệ thống sấy lai với nhiệt, sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại, sấy không các nguồn năng lượng hỗ trợ như: lò đốt nhiên liệu, khí nóng, sấy không khí nóng kết hợp hồng ngoại ở hơi nước, điện,… trong đó, hệ thống sấy lai kết hợp nhiệt độ sấy 45oC, kết quả đã xác định được phương năng lượng mặt trời với năng lượng điện có kết cấu pháp sấy bơm nhiệt kết hợp hồng ngoại là phù hợp đơn giản, dễ điều khiển nhiệt độ sấy theo yêu cầu nhất cho sấy rau má. Minh (2014) đã kết luận rằng công nghệ phù hợp đối với từng loại vật liệu sấy có nhiệt độ sấy tối ưu cho rau má đã chần là 75,7 oC và thể là sự lựa chọn phù hợp để giảm chi phí sấy (so thời gian sấy là 3,47 giờ. với các thiết bị sấy khác), nâng cao chất lượng sản Trong nghiên cứu này, hệ thống sấy lai năng phẩm sau sấy nhờ việc điều khiển được quá trình lượng mặt trời kết hợp điện bán tự động đã được sấy. nghiên cứu phát triển và thử nghiệm để sấy rau má. Cây rau má ( Centella asiatica (L.)), là loại cây thảo Biến thiên nhiệt độ, độ ẩm và chi phí năng lượng dược có giá trị (Nattapon và Keerati, 2013; Aminul, điện và thời gian sấy đã được xác định và phân tích 2016). Hai dạng sản phẩm được sử dụng phổ biến là rau để tiếp tục khẳng định ưu điểm của hệ thống sấy má tươi dùng làm rau trong các bữa ăn gia đình và rau năng lượng mặt trời. má khô để có thể chế biến thành các thực phẩm hay đồ 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU uống khác từ rau má. Vì vậy, sấy khô rau má cần được 2.1. Vật liệu nghiên cứu quan tâm. 2.1.1 Vật liệu thí nghiệm Nhiều nghiên cứu về sấy rau má đã được thực hiện. Sukanya và cs (2020) đã nghiên cứu ảnh hưởng 30kg rau má tươi được thu gom từ vùng trồng của chất lượng rau má khi sấy nhiệt độ sấy 60, 70, 80 rau má tại xã Quảng Thọ, huyện Quảng Điền, tỉnh o C và đã kết luận rằng, nhiệt độ sấy tối ưu và thời Thừa Thiên Huế. Rau má làm sạch và để ráo nước và gian sấy là 60 oC với thời gian sấy 10 giờ. Đức và cs sẽ được sấy khô từ độ ẩm 88% xuống còn 6% (hình 1). (2019) đã sử dụng bốn phương pháp sấy: sấy bơm a) b) Hình 1. a) Hình ảnh chuẩn bị rau má tươi, và b) Rau má sau khi sấy khô. 2.1.2. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm kiếm, không nứt vỡ do thiết bị sấy cơ động và dễ thay Thiết bị sấy phối hợp năng lượng mặt trời và thế. năng lượng điện đối lưu cưỡng bức kiểu trống, bán tự Buồng sấy (10) có dung tích 954 lít được chế tạo động được thiết kế, chế tạo (hình 2). với tấm cách nhiệt túi khí dày 4mm, vỏ làm bằng tôn Thiết bị sấy gồm: bộ thu phẳng (1) diện tích sơn đen. Buồng sấy có cửa nạp và dỡ liệu. Trong 4,1m2 được chế tạo từ các vật liệu sẵn có gồm khung buồng sấy bố trí lồng chứa liệu (11) được làm từ lưới thép V, cách nhiệt tấm xốp dày 50 mm, tấm hấp thụ thép đục lỗ, được quay 12 vg/ph nhờ động cơ điện sử dụng tôn sống V sơn đen, tấm đậy trong suốt (13) qua bộ truyền đai (14). Thanh đảo vật liệu (13) dùng nilong dày 0,3mm, đây là vật liệu rẻ tiền và dễ gắn vào khung của lồng chứa liệu để đảo vật liệu trong 192 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 6/2021
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ quá trình sấy. Thiết bị có bánh xe (9) để tiện di môi trường qua cửa thoát ẩm (15). chuyển trong quá trình làm việc. Khí ẩm được thải ra a) b) Hình 2. Sơ đồ cấu tạo và hình ảnh thiết bị sấy. a) Sơ đồ cấu tạo; b) Hình ảnh thiết bị sấy. 1. Bộ thu nhiệt; 2. Kênh dẫn khí nóng; 3, 4, 5. Van; 6. Quạt; 7. Nhiệt trở; 8. Buồng hoà khí; 9. Bánh xe; 10. Buồng sấy; 11. Lồng chứa liệu; 12. Thanh đảo vật liệu; 13. Động cơ điện; 14. Truyền động đai; 15. Cửa thoát ẩm; 16. Cảm biến nhiệt; 17. Hệ thống điều khiển. Các van (3), van (4) điều chỉnh bằng tay và van mặt trời, van điện từ (5) sẽ tự động điều chỉnh đóng điện từ 2/2 thường đóng (5) (D60mm - 220VAC, hãng mở van để điều hoà nhiệt độ không khí trong buồng UNID- Đài Loan) để thay đổi chế độ dẫn khí khi sấy sấy, tránh hiện tượng tác nhân sấy có nhiệt độ quá cao với các phương pháp cấp nhiệt khác nhau. Sử dụng bộ (do cường độ bức xạ mặt trời quá lớn) làm ảnh hưởng điều khiển nhiệt độ Hanyoung AX3 và cảm biến đến chất lượng vật sấy. PT100 để điều khiển van điện từ. Khi sấy năng lượng a) b) Hình 3. Sơ đồ hệ thống điện và lưu đồ thuật toán điều khiển a) Sơ đồ hệ thống điện; b) Lưu đồ thuật toán điều khiển nhiệt độ sấy. Rau má tươi được rửa sạch, để ráo nước và đưa (10). Khi nhiệt độ tác nhân sấy thấp hơn nhiệt độ cài vào lồng chứa liệu (11). Không khí được gia nhiệt khi đặt, bộ phận điều khiển sẽ điều khiển khởi động từ đi qua bộ thu nhiệt được quạt (6) đẩy vào buồng sấy và rơle nhiệt để dây nhiệt trở điện (7) hoạt động cấp N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 6/2021 193
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ nhiệt bổ sung cho tác nhân sấy. Khi nhiệt độ sấy cao Thời gian sấy để vật liệu từ độ ẩm ban đầu 88% hơn nhiệt độ cài đặt, nhiệt trở điện sẽ được ngắt, lúc giảm xuống còn 6%, thời gian sấy được xác định qua này nguồn nhiệt chủ yếu cho quá trình sấy là từ năng quá trình sấy thực tế. lượng mặt trời. Nếu thời tiết không thuận lợi hoặc Sử dụng công tơ điện 1 pha điện tử để xác định vào ban đêm, thiết bị sấy lai này có thể hoạt động mức tiêu thụ năng lượng điện. Cường độ bức xạ măt như thiết bị sấy điện bình thường, vật liệu khô đều trời, nhiệt độ và độ ẩm không khí môi trường, nhiệt hơn và thời gian sấy ngắn hơn do vật liệu được đảo độ buồng sấy được xác định sử dụng các thiết bị như trộn liên tục trong quá trình sấy. hình 4. Bộ phận điều khiển (17), bên trong bao gồm aptomat, contactor, rơle nhiệt, vi điều khiển Arduino UNO R3, cảm biến nhiệt (16) và các linh kiện đi kèm. Bộ phận điều khiển có nhiệm vụ giám sát và điều khiển đóng/ngắt thanh điện trở nhiệt (7) để duy trì một nhiệt độ sấy thích hợp mà không phụ thuộc vào cường độ bức xạ mặt trời trong ngày. Thiết bị sấy này có thể sấy các sản phẩm có nhiệt độ sấy thấp 35 – 60oC. Quạt sấy và động cơ điện được cấp nguồn xoay chiều AC 220V, hoạt động liên tục trong suốt quá trình sấy. Sơ đồ hệ thống điện và lưu đồ thuật toán như hình 3. Hình 4. Các thiết bị đo 2.2. Phương pháp nghiên cứu a) Thiết bị đo cường độ BXMT Tenmars TN-206; 2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm b) Thiết bị đo nhiệt độ ADD81; c) Thiết bị đo nhiệt độ môi trường EN100; d) Thiết bị đo nhiệt độ bề mặt Áp dụng phương pháp thực nghiệm để xác định Sealey VS905; e) Thiết bị đo nhiệt độ và độ ẩm môi độ giảm ẩm của vật liệu sấy, nhiệt độ sấy, thời gian trường EL-USB-2 RH/TEMP data logger’; f) Cân tiểu và chi phí năng lượng trong quá trình sấy. ly OHAUS Scout Pro-SP; g) Tủ sấy Memmert. Ba thí nghiệm được tiến hành tại Xưởng khoa Cơ 2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu thí nghiệm khí và Công nghệ, Đại học Nông Lâm Huế gồm: Thí Các số liệu thu thập được lặp lại 3 lần và lấy giá nghiệm 1: cấp nhiệt chỉ từ điện năng, van (3) và van trị trung bình. Kết quả trình bày trên các đồ thị được (5) đóng, van (4) mở. Thí nghiệm 2: cấp nhiệt kết xử lý bằng phần mềm Microsoft office Excel 2013. hợp năng lượng mặt trời và năng lượng điện, van (3) Các yếu tố so sánh được xác lập để phân tích đánh mở, van (4) và van (5) đóng. Thí nghiệm 3: cấp nhiệt giá chế độ sấy của từng thí nghiệm. cho quá trình sấy chỉ từ năng lượng mặt trời, van (3) 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN mở, van (4) đóng, van điện từ (5) có thể đóng/mở điều chỉnh nhiệt độ tác nhân sấy theo cường độ bức 3.1. Kết quả thử nghiệm thiết bị sấy sử dụng xạ mặt trời trong ngày. năng lượng điện 2.2.2. Phương pháp xác định một số thông số Tiến hành sấy thử nghiệm trong điều kiện chỉ chính của quá trình sấy dùng năng lượng điện. Nhiệt độ không khí môi trường trung bình, 29,12oC, điện năng tiêu thụ cho cả a. Phương pháp xác định độ ẩm của vật liệu sấy quá trình sấy đo được là 14,2 kWh, áp suất buồng sấy Mẫu rau má được lấy sau mỗi 30 phút và được đo được là 20 pascal. Nhiệt độ sấy cài đặt là 58oC. xác định độ ẩm trong suốt quá trình sấy sử dụng Kết quả thí nghiệm cho thấy, hệ thống điều phương pháp sấy khô kiệt, sử dụng cân tiểu ly Scout khiển cấp nhiệt hoạt động tốt, cung cấp nhiệt lượng Pro. và tủ sấy Memmert. ổn định cho quá trình sấy. Nhiệt độ KK tại buồng sấy b. Phương pháp xác định thời gian sấy, mức tiêu tăng nhanh trong giai đoạn đầu, nhiệt độ không khí thụ điện năng và một số thông số khác. (KK) tại buồng sấy cao nhất là 58 oC (hình 5). 194 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 6/2021
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 58,3 oC trong điều kiện cường độ BXMT hiện tại (cường độ BXMT thấp khi so sánh giá trị cường độ bức xạ trung bình được thống kê bởi Dung, (2009)), xem hình 7. Hình 5. Biến thiên nhiệt độ tại buồng sấy theo thời gian trong ngày Kết quả cho thấy rằng, độ giảm ẩm rất chậm trong 1,5 giờ sấy đầu, sau đó giảm nhanh, sau 4,5 giờ Hình 7. Biến thiên nhiệt độ tại buồng sấy và cường sấy độ ẩm giảm chậm. Thời gian cần thiết để sấy 10 độ BXMT theo thời gian kg rau má tươi có độ ẩm ban đầu 87,76 % sấy đến độ Kết quả cũng cho thấy rằng, độ giảm ẩm của rau ẩm cuối là 5,93 % cần 7 giờ sấy (hình 6), tốc độ sấy má tương đối chậm trong 1,5 giờ sấy đầu, sau đó tăng trung bình là 12,4%. So sánh với thí nghiệm của nhanh và cũng giảm dần sau 4,5 giờ sấy (hình 8). 10 Mohd Zainol và cs (2009) sử dụng phương pháp sấy kg rau má tươi có độ ẩm ban đầu là 88, 6 % được sấy tĩnh khí nóng ở nhiệt độ sấy 45oC cần đến 45 giờ sấy đến độ ẩm cuối 5,33 % sau 6,5 giờ sấy, tốc độ sấy trung để rau má đạt độ ẩm 4%. Thí nghiệm của Mahanom bình đạt 13,6%. Đức và cs (2019) đã sử dụng phương và cs (1999), cần 9 giờ với nhiệt độ sấy 50 oC và 5 giờ pháp sấy khí nóng để sấy rau má và đã xác định với với nhiệt độ sấy 70 oC. Điều này cho thấy sấy có đảo nhiệt độ sấy 45oC, cần 6,5 giờ sấy để rau má đạt độ ẩm trộn có thể rút ngắn thời gian sấy đáng kể. cuối 10,2% với tốc độ sấy là 11,96 %/h, thấp hơn so với kết quả của nghiên cứu này. Hình 6. Đường cong giảm ẩm rau má theo thời gian khi sấy bằng NLMT và điện 3.2. Kết quả thử nghiệm với thiết bị sấy phối hợp Hình 8. Đường cong giảm ẩm rau má theo thời gian năng lượng mặt trời (NLMT) và năng lượng điện khi sấy phối hợp NLMT và điện Thí nghiệm được tiến hành với nhiệt độ môi 3.3. Kết quả thử nghiệm với thiết bị sấy sử dụng trường trung bình trong ngày 28,5 oC, cường độ bức năng lượng mặt trời xạ mặt trời (BXMT) trung bình 763,9 W/m2. Điện Thí nghiệm thứ ba được tiến hành trong điều năng tiêu thụ cho cả quá trình sấy đo được là 8,1 kiện nhiệt độ trung bình không khí môi trường là kWh. 31,47 oC, cường độ BXMT trung bình là 815,5 W/m2, Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng khi sấy có bổ điện năng tiêu thụ cho cả quá trình sấy đo được là 2,1 sung nhiệt, nhiệt độ KK tại buồng sấy cao nhất là kWh. N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 6/2021 195
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ và năng lượng điện cho thời gian sấy ngắn nhất (6,5 giờ sấy) trong khi sấy bằng NLMT cần thời gian sấy dài hơn (đến 10,5 giờ). Độ giảm ẩm khi sấy bằng điện, phối hợp NLMT và điện là tương tự, trong khi độ giảm ẩm khi sấy bằng NLMT khá chậm. Đối với sấy bằng năng lượng điện hoặc phối hợp NLMT và năng lượng điện, buồng sấy được duy trì nhiệt độ sấy nên độ ẩm giảm mạnh qua các mốc thời gian. Đối với sấy bằng năng lượng mặt trời, cần được chú ý để đảm bảo chất lượng vật sấy do phụ thuộc vào cường độ BXMT trong ngày nên có thể thời gian sấy dài hơn khi Hình 9. Biến thiên nhiệt độ và cường độ bức xạ mặt cường độ BXMT thấp, hoặc ngược lại khi cường độ trời theo thời gian sấy BXMT quá lớn dẫn đến nhiệt độ tác nhân sấy quá cao thì cần phải được hoà khí để giảm nhiệt độ tác Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng khi sấy bằng nhân sấy bằng phương pháp lấy khí trời sử dụng hệ năng lượng mặt trời, nhiệt độ KK tại buồng sấy tối đa thống tự động đóng mở van điện từ như hình 2 & 3. là 52oC. Nhiệt độ KK tại buồng sấy phụ thuộc vào cường độ bức xạ mặt trời trong ngày (hình 9). Lượng tiêu thụ điện năng của ba thí nghiệm sấy có sự khác nhau rõ rệt, cụ thể: ở thí nghiệm sấy bằng Khi sấy bằng năng lượng mặt trời, độ giảm ẩm năng lượng điện tiêu hao điện năng là 14,2 kWh; thí chậm, thời gian sấy đến 10,5 giờ sấy để rau má từ độ nghiệm sấy sử dụng phối hợp NLMT và năng lượng ẩm ban đầu 87,2% đạt độ khô 6,11%, độ ẩm của rau điện cần tiêu thụ năng lượng điện 8,1 kWh, trong khi má giảm chậm trong 2,5 giờ sấy đầu, sau đó tăng thí nghiệm sấy chỉ sử dụng NLMT chỉ tiêu thụ lượng nhanh và bắt đầu giảm dần sau 7 giờ sấy, tốc độ giảm điện là 2,1 kWh. Điều này cho thấy rằng, sử dụng hệ ẩm trung bình là 7,8 %/h (hình 10). Thí nghiệm của thống sấy lai phối hợp NLMT và năng lượng điện có Nattapon và Keerati (2013) sử dụng hệ thống sấy thể giảm lượng tiêu thụ điện đáng kể (43%) so với sấy hầm năng lượng mặt trời để sấy rau má từ 80% độ ẩm điện mà cho chất lượng và thời gian sấy như nhau, đến 0% cần 4 giờ sấy, thời gian sấy ngắn hơn do như kết luận của Shaikh và Kolekar (2015), thiết bị không giống nhau về điều kiện sấy, tuy nhiên nhiệt sấy lai có thể tiết kiệm đến 12,5% năng lượng tiêu độ hệ thống sấy hầm này dao động từ 28 – 55 oC thụ, mức tiêu thụ điện năng còn tuỳ thuộc vào điều tương tự dải nhiệt độ 30- 52 oC của hệ thống sấy kiện nắng trong ngày. trong nghiên cứu. Với thí nghiệm sấy chỉ sử dụng NLMT có thể tiết kiệm đến 85% năng lượng điện, tuy nhiên thời gian sấy dài hơn và nhiệt độ sấy phụ thuộc vào cường độ nắng trong ngày. Hình 10. Đường cong giảm ẩm rau má theo thời gian khi sấy bằng NLMT 3.4. So sánh một số đặc tính giữa các phương pháp sấy thiết bị sấy Hình 6, 8 & 10 cho thấy đường cong giảm ẩm Hình 11. So sánh nhiệt độ KK tại buồng sấy với các của 03 phương pháp sấy rau má. Sấy phối hợp NLMT thí nghiệm sấy 196 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 6/2021
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Hình 11 cho thấy nhiệt độ KK tại buồng sấy giữa 2. Bala, B. K., and Debnath, N.( 2012). Solar sấy điện và sấy phối hợp NLMT và năng lượng điện drying technology: potential and developments. là tương đương và luôn cao hơn khi sấy bằng NLMT. Journal of Fundamentals of Renewable Energy and Điều này chỉ ra ưu thế của thiết bị sấy phối hợp Applications .Vol 2. Ashdin Publishing. NLMT và điện, cho phép duy trì nhiệt độ sấy thích 3. Chauhan Y. B. and P. P. Rathod (2020). A hợp khi thời tiết không thuận lợi và giảm được chi comprehensive review of the solar dryer. phí điện năng, nhiệt độ cao nhất trong buồng sấy là International Journal of Ambient Energy. 41 (3), 348- 58 oC (tùy theo cài đặt). Chế độ sấy này cũng gần với 367. nghiên cứu của Yahya (2012) cho rằng chất lượng của rau má sau khi sấy đảm bảo khi nhiệt độ sấy 4. Dung T. Q., 2009. Photovoltaic technology thấp hơn 55 oC, và nhiệt độ này phù hợp với các thiết and solar energy development in Viet Nam, Special bị sấy năng lượng mặt trời để sấy rau má và một số Feature: Renewable Energy Technologies, 29-36. thảo dược khác. 5. Lê Anh Đức, Phạm Trường Sơn, Bùi Mạnh 4. KẾT LUẬN Tuân (2019). Nghiên cứu thực nghiệm xác định Hệ thống thiết bị sấy lai phối hợp năng lượng phương pháp sấy rau má (Centella asiatica L.), Tạp mặt trời và năng lượng điện bán tự động đã được Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 53, 35-40. thiết kế, lắp đặt và thử nghiệm sấy rau má tươi từ độ 6. Emérita D.P., P.J. Juan, Q. Miguel, G. Olga, ẩm 88% đến độ ẩm 6%. Một số kết quả bước đầu như R.T. José, A. Anthony, P.A. Mirari and V.M. Borja sau: (2019). Thermal evaluation of a hybrid dryer with - Thiết bị sấy vận hành tốt, nhiệt độ sấy ổn định solar and geothermal energy for agroindustry theo cài đặt, thiết bị có thể tự động khống chế nhiệt application. Applied. Sciences. 9, 4079. độ sấy theo cài đặt; tự động điều chỉnh nhiệt độ tác 7. Ferreiraa A.G., A.L.T. Charbelb, R.L. Piresb, nhân sấy trong trường hợp sấy năng lượng mặt trời J.G. Silvab, and C.B. Maia (2007). Experimental khi cường độ BXMT quá lớn. analysis of a hybrid dryer, Thermal - Thiết bị có thể sử dụng ba phương pháp cấp Engineering 6(2), 3-7. nhiệt (điện, NLMT và năng lượng điện và NLMT), 8. Hamdani, T.A. Rizal and Z. Muhammad phối hợp đóng mở các van nên sẽ có ba sự lựa chọn (2018). Fabrication and testing of hybrid solar- phù hợp cho từng đặc tính làm khô của vật liệu sấy, biomass dryer for drying fish, Case Studies in nhằm giảm chi phí sấy, cũng như tận dụng nguồn Thermal Engineering, 12, 489-496. năng lượng mặt trời. 9. Mahanom, H., AH. Azizah and M.H. - Thiết bị sấy sử dụng NLMT kết hợp điện cho Dzulkifly (1999). Effect of different drying methods phép giảm chi phí điện năng đến 43% so với sấy điện; on concentrations of several phytochemicals in thời gian sấy khi sử dụng năng lượng điện và năng herbal preparation of 8 medicinal plants leaves. Mal J lượng mặt trời phối hợp điện là tương đương nhau, Nutr 5:47-54. trong khi thiết bị sấy năng lượng mặt trời mặc dù có thể tiết kiệm điện năng đến 85% tuy nhiên thời gian 10. Mohd Zainol, M.K., A. Abdul-Hamid, F. Abu sấy có thể dài, không chủ động thời tiết. Bakar and S. Pak Dek (2009). Effect of different drying methods on the degradation of selected - Thiết bị sấy được chế tạo từ các vật liệu có sẵn, flavonoids in Centella asiatica, International Food cấu tạo đơn giản, dễ vận hành, có thể cơ động; quá Research Journal, 16, 531-537. trình sấy được đảo trộn vì vậy cho độ khô đồng đều. Thiết bị có thể ứng dụng để sấy một số sản phẩm 11. Nguyen Phuoc Minh (2014). Effects of nông nghiệp khác có dải nhiệt độ sấy từ 35 - 60 oC. blanching and drying treatment on TÀI LIỆU THAM KHẢO extraction of soluble components from dried Centella asiatica, International Journal of Multidisciplinary 1. Aminul Islam Apu M. D. (2016). Centella Research and Development, 1(2), 77-82. asiatica L.: A concise drug review with probable clinical uses, Mintage Journal of Pharmaceutical & 12. Nattapon Srisittipokakun and Keerati Kirdsiri Medical sciences, 5(1), 1-4. (2013). Experimental performance of a mix mode N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 6/2021 197
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ solar dryer for drying Centella asiatica, Advanced 15. Sukanya Jansuna, Lalita Charoensup, Materials Research , 770, 80-83. Yaowapha Jirakiattikul and Bhornchai Harakotr 13. Phong, L.T. (2008). Renewable energy (2020). Effects of drying temperatures and times on potential, status of renewable energy use for off-grid antioxidant contents and their activities of Centella rural electrification and policy for rural asiatica (L.) Urb. leaves, Thai Science and electrification. Presentation at the Rural renewable Technology Journal (TSTJ), 28 (12), 2101-2112. energy week. MOIT. 16. Yahya M. (2012). Effect of air drying 14. Shaikh T.B. and A.B. Kolekar (2015). Review temperatures on the quality of Centella asiatica L. of hybrid solar dryers. International Journal of dried products, Jurnal Teknik Mesin, 1 (2), 15-23. Innovations in Engineering Research and Technology, 2 (8), 1-7. EVALUATION OF ENERGY CONSUMPTION AND DRYING TIME IN A DRUM DRYER USING A COMBINATION OF SOLAR AND ELECTRIC ENERGY Do Minh Cuong1,*, Le Van Quoc1, Nguyen Van Lieu1 1 Department of Mechanical Engineering, University of Agriculture and Forestry, Hue Unversity, Vietnam Summary In this paper, a prototype of a semi-active hybrid solar dryer was developed to evaluate energy consumption and drying time in different drying mode. The dryer system can control the drying temperature during drying process. The dryer system was tested in different heating energy source to dry fresh Centella asiatica. The result show that the drying time and power consumption for drying fresh Centella asiatica from 88% to 6% MC when heating by electric energy, solar- electric energy and solar energy only is 7.0, 6.5 and 10.5 hours; 14.2, 8.1 and 2.1 kWh, respectively. The hibrid solar drying system allows to reduce electricity consumption by up to 43% compared to drying with electric energy. While solar drying requires longer drying time, but electricity consumption of 15% compared to drying with electric energy. This result demonstrates the advantage of the semi-automatic hybrid solar drying equipment, such as the user's choice to dry a variety of agricultural products with suitable drying temperature and time to ensure economy and quality in the conditions of high hours of sunshine like in Central Vietnam. Keywords: Solar dryer, Centella asiatica, Hybrid solar dryer, arduino, Dryer. Người phản biện: PGS. TS. Trần Như Khuyên Ngày nhận bài: 16/4/2021 Ngày thông qua phản biện: 18/5/2021 Ngày duyệt đăng: 25/5/2021 198 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 6/2021

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2430 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.